(57)【要約】【課題】  目的の距離にある被写体の合焦位置にフォーカスレンズを正確に移動させる。【解決手段】  撮影者が撮影予定位置を入力すると、この撮影予定位置に対応するレンズ位置をフォーカスレンズの移動範囲６５内に基準位置Ａとして設定する。基準位置Ａにある被写体の輝度値を検出し、輝度値が閾値以上の場合には、ズームレンズの位置とデータテーブル１に基づいて基準位置Ａを中心に探索範囲Ｂ−Ｃが設定され、フォーカスレンズの周辺温度とデータテーブル２を用いて探索範囲Ｂ−Ｃの補正が行われ、補正後の探索範囲Ｄ−Ｅが設定される。ＣＰＵは、探索範囲Ｄ−Ｅの一端Ｄから他端Ｅまでフォーカスレンズを移動させ、ＡＦ検出回路でＡＦ評価値を検出しながら合焦位置の探索を行う。探索範囲Ｄ−Ｅ内の探索が終了すると、探索によって発見した合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。【選択図】図５
2007094023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系に含まれるフォーカスレンズを、撮影者が設定した撮影距離に対応するレンズ位置に移動させ、このレンズ位置の近傍で前記フォーカスレンズの合焦位置を探索するフォーカスレンズの焦点調整方法であって、
前記撮影距離に対応する前記レンズ位置を基準位置とし、
前記基準位置を中心にして、前記フォーカスレンズの移動可能範囲より狭い範囲で所定の探索範囲を設定し、
前記探索範囲内で前記フォーカスレンズを移動させて、前記撮影距離にある被写体の撮影画像の合焦状態を検出しながら前記フォーカスレンズの合焦位置を探索した後、この探索によって発見した合焦位置に前記フォーカスレンズを移動することを特徴とするフォーカスレンズの焦点調整方法。
【請求項２】
前記撮像光学系には、ズームレンズが含まれており、
前記ズームレンズの変倍に応じて予め設定された補正量に基づいて前記合焦位置の探索範囲を設定することを特徴とする請求項１記載のフォーカスレンズの焦点調整方法。
【請求項３】
前記フォーカスレンズの周辺温度を検出し、この検出した周辺温度に応じて設定された補正量に基づいて、前記探索範囲を設定することを特徴とする請求項１または２記載のフォーカスレンズの焦点調整方法。
【請求項４】
フォーカスレンズを含む撮像光学系を透過した被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、
撮影者が撮影距離を入力する距離入力手段と、
前記距離入力手段によって前記撮影距離が入力された際に、前記撮影距離に対応する前記フォーカスレンズのレンズ位置を基準位置とし、この基準位置を中心にして前記フォーカスレンズの移動可能範囲より狭い範囲で所定の探索範囲を設定する探索範囲設定手段と、
前記フォーカスレンズを前記探索範囲内で移動させ、この移動に伴って前記撮像手段が出力する前記画像データに基づいて、前記フォーカスレンズの合焦位置を探索する焦点探索手段と、を備え、
前記焦点探索手段によって前記探索範囲内の前記合焦位置の探索が終了した後で、この探索によって発見された合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記焦点探索手段は、前記フォーカスレンズを前記探索範囲の一端から他端まで移動させて前記合焦位置を探索することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮影光学系には、ズームレンズが含まれており、
前記探索範囲設定手段は、前記ズームレンズの変倍位置に基づいて前記探索範囲を設定することを特徴とする請求項４または５記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像光学系の近傍には、前記撮像光学系の温度を検出する温度検出手段を備えており、
前記探索範囲設定手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記探索範囲を設定することを特徴とする請求項４ないし６いずれか記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカスレンズの焦点調整方法、及びＣＣＤやＣＭＯＳなどを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子を用いて撮影画像の画像データをデジタルデータとしてメモリカードに記録するデジタルカメラが普及してきている。比較的低価格のデジタルカメラには、小型軽量化を図るため、ガラスレンズに代えてプラスチックレンズが用いられている。また、現在のデジタルカメラでは、低価格のものであってもフォーカスレンズを光軸方向に自動で移動させ、焦点調整を行うオートフォーカス（ＡＦ）機能を備えたものが主流となっている。
【０００３】
しかし、ＡＦ機能では、動きのある被写体に焦点を合わせることが難しい。よって、動きのある被写体を撮影する方法としては、撮影したい距離（以下、撮影予定距離）にある仮の被写体に予め焦点を合わせ、この時のレンズ位置を記憶させておき、所定操作によってフォーカスレンズを記憶させたレンズ位置に移動する方法や、撮影者が撮影予定距離を入力し、この距離に対応するレンズ位置を算出してフォーカスレンズを自動的に移動させる方法がある。しかし、上記のような方法を用いて、フォーカスレンズを予め記憶したレンズ位置や、入力された撮影予定距離に対応する設計上のレンズ位置にフォーカスレンズを移動しても、プラスチックで形成されたフォーカスレンズは温度変化によって屈折率が大きく変化してしまうので、撮影画像にピントのズレが発生するという問題がある。そのため、特許文献１では、撮影レンズを駆動させる位置を予め記憶させるフォーカスプリセット設定時と記憶させた位置に撮影レンズを移動させるフォーカスプリセット再生時にレンズ周辺の温度を検出し、この設定時と再生時の温度差に基づいて撮影レンズの位置を補正している。
【特許文献１】特開平３−１８１９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されるカメラでは、撮影レンズの温度差に基づいて、予め設定された補正量でフォーカスレンズの合焦位置を補正しているが、撮影レンズの製造上のばらつきや、組立て誤差などによる合焦位置の補正までは行われていない。
【０００５】
本発明は、フォーカスレンズの製造上のばらつきなどによる合焦位置の補正することが可能なフォーカスレンズの焦点調整方法、および撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のフォーカスレンズの焦点調整方法は、撮像光学系に含まれるフォーカスレンズを、撮影者が設定した撮影距離に対応するレンズ位置に移動させ、このレンズ位置の近傍で前記フォーカスレンズの合焦位置を探索するフォーカスレンズの焦点調整方法であって、前記撮影距離に対応する前記レンズ位置を基準位置とし、前記基準位置を中心にして、前記フォーカスレンズの移動可能範囲より狭い範囲で所定の探索範囲を設定し、前記探索範囲内で前記フォーカスレンズを移動させて、前記撮影距離にある被写体の撮影画像の合焦状態を検出しながら前記フォーカスレンズの合焦位置を探索した後、この探索によって発見した合焦位置に前記フォーカスレンズを移動することを特徴とするものである。
【０００７】
また、前記撮像光学系には、ズームレンズが含まれており、前記ズームレンズの変倍に応じて予め設定された補正量に基づいて前記合焦位置の探索範囲を設定してもよい。また、前記フォーカスレンズの周辺温度を検出し、この検出した周辺温度に応じて設定された補正量に基づいて、前記探索範囲を設定してもよい。
【０００８】
また、本発明の撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系を透過した被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、撮影者が撮影距離を入力する距離入力手段と、前記距離入力手段によって前記撮影距離が入力された際に、前記撮影距離に対応する前記フォーカスレンズのレンズ位置を基準位置とし、この基準位置を中心にして前記フォーカスレンズの移動可能範囲より狭い範囲で所定の探索範囲を設定する探索範囲設定手段と、前記フォーカスレンズを前記探索範囲内で移動させ、この移動に伴って前記撮像手段が出力する前記画像データに基づいて、前記フォーカスレンズの合焦位置を探索する焦点探索手段とを備え、前記焦点探索手段によって前記探索範囲内の前記合焦位置の探索が終了した後で、この探索によって発見された合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記焦点探索手段は、前記フォーカスレンズを前記探索範囲の一端から他端まで移動させて前記合焦位置を探索してもよい。また、前記撮影光学系には、ズームレンズが含まれており、前記探索範囲設定手段は、前記ズームレンズの変倍位置に基づいて前記探索範囲を設定してもよい。また、前記撮像光学系の近傍には、前記撮像光学系の温度を検出する温度検出手段を備えており、前記探索範囲設定手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記探索範囲を設定してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のフォーカスレンズの焦点調整方法は、撮像光学系に含まれるフォーカスレンズを、撮影者が設定した撮影距離に対応するレンズ位置に移動させ、このレンズ位置の近傍でフォーカスレンズの合焦位置を探索するフォーカスレンズの焦点調整方法であって、撮影距離に対応するレンズ位置を基準位置とし、基準位置を中心にして、フォーカスレンズの移動可能範囲より狭い範囲で所定の探索範囲を設定し、探索範囲内でフォーカスレンズを移動させて、撮影距離にある被写体の撮影画像の合焦状態を検出しながらフォーカスレンズの合焦位置を探索した後、この探索によって発見した合焦位置にフォーカスレンズを移動したので、フォーカスレンズの製造上のばらつきや組立て誤差などによって生じる撮影画像のピントのズレを防止することができる。
【００１１】
また、撮像光学系には、ズームレンズが含まれており、ズームレンズの変倍に応じて予め設定された補正量に基づいて合焦位置の探索範囲を設定したので、フォーカスレンズの合焦位置を正確に検出できるので、撮影画像のピントのズレを防止することができる。また、フォーカスレンズの周辺温度を検出し、この検出した周辺温度に応じて設定された補正量に基づいて、前記探索範囲を設定したので、温度変化によって生じる撮影画像のピントのズレを防止することができる。
【００１２】
また、本発明の撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系を透過した被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、撮影者が撮影距離を入力する距離入力手段と、距離入力手段によって撮影距離が入力された際に、撮影距離に対応するフォーカスレンズのレンズ位置を基準位置とし、この基準位置を中心にしてフォーカスレンズの移動可能範囲より狭い範囲で所定の探索範囲を設定する探索範囲設定手段と、フォーカスレンズを探索範囲内で移動させ、この移動に伴って撮像手段が出力する画像データに基づいて、フォーカスレンズの合焦位置を探索する焦点探索手段とを備え、焦点探索手段によって探索範囲内の合焦位置の探索が終了した後で、この探索によって発見された合焦位置にフォーカスレンズを移動させたので、フォーカスレンズの製造上のばらつきや組立て誤差などによって生じる撮影画像のピントのズレを防止することができる。
【００１３】
また、焦点探索手段は、フォーカスレンズを探索範囲の一端から他端まで移動させて合焦位置を探索したので、確実に合焦位置を発見できる。また、撮影光学系には、ズームレンズが含まれており、探索範囲設定手段は、ズームレンズの変倍位置に基づいて探索範囲を設定したので、撮影画像のピントのズレを防止することができる。また、撮像光学系の近傍には、撮像光学系の温度を検出する温度検出手段を備えており、探索範囲設定手段は、温度検出手段の検出結果に基づいて探索範囲を設定したので、温度変化によって生じる撮影画像のピントのズレを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１および図２において、本発明を適用したデジタルカメラ２の正面には、矢印方向にスライド操作自在なレンズバリア１０が設けられている。デジタルカメラ２は、レンズバリア１０を図１に示す開放位置にスライドさせることにより、撮像レンズ１１を保持するレンズ鏡胴１２が前面に繰り出し、ストロボ発光部１３が露呈して撮影可能な状態となる。撮像レンズ１１には、安価で加工性に優れたプラスチックレンズが用いられている。また、レンズ鏡胴１２の内部には、撮像レンズ１１の周辺温度を検出する温度検出手段である温度センサ１４が設置されている。
【００１５】
撮像レンズ１１の背後には、撮像手段であるＣＣＤ３８（図３参照）が配置されている。ＣＣＤ３８からの撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器４２（図３参照）によりデジタルの画像データに変換される。この画像データは、図２に示すデジタルカメラ２の背面に設けられた液晶表示器（ＬＣＤ）１５で、いわゆるスルー画像として表示される。また、デジタルカメラ２には、光学ファインダを構成するファインダ対物窓１６およびファインダ接眼窓１７が設けられており、これらを通して被写体画像のフレーミングが行われる。
【００１６】
デジタルカメラ２の上面には、レリーズボタン１８が設けられている。このレリーズボタン１８は、２段階押しのスイッチとなっており、ＬＣＤ１５または光学ファインダによるフレーミングの後にレリーズボタン１８を軽く押圧（半押し）すると、自動露光調整（ＡＥ）、自動焦点調整（ＡＦ）などの各種撮影準備処理が施される。
【００１７】
撮影準備処理が施された撮像信号は、レリーズボタン１８を離すまでデータロックされる。そして、この状態でレリーズボタン１８をもう１度強く押圧（全押し）すると、撮影準備処理が施された１画面分の撮像信号が画像データに変換された後、メモリカードスロット１９に着脱自在に装填されるメモリカード２０やＳＤＲＡＭ４６（図３参照）などの記憶媒体に保存される。
【００１８】
デジタルカメラ２の背面には、ＬＣＤ１５のほかに、電源のオン／オフ切替えを行う電源ボタン２１、撮像レンズ１１のズームレンズ１１ｂ（図３参照）をワイド側、テレ側に変倍するズーム操作ボタン２２、各種モードを選択するモード切替えスイッチ２３、ＬＣＤ１５に表示されるメニュー画面内でカーソルを移動させるカーソル操作板２４、メニュー画面や各種設定処理時に設定値などを決定する決定ボタン２５、および設定値などをキャンセルするキャンセルボタン２６からなる操作部２７（１点鎖線で囲む部分）が設けられている。なお、距離入力手段は、カーソル操作板２４と決定ボタン２５で構成されている。
【００１９】
デジタルカメラ２では、静止画撮影を行う静止画撮影モード、動画撮影を行う動画撮影モード、撮影した画像をＬＣＤ１５に表示する再生モード、および各種設定を行うセットアップモードなどが選択可能となっており、モード切替えスイッチ２３をスライド操作させることで、これらのモードの切替えが行われる。
【００２０】
図３において、撮影光学系である撮像レンズ１１は、主レンズ１１ａと、ズームレンズ１１ｂと、フォーカスレンズ１１ｃとから構成される。ズームレンズ１１ｂおよびフォーカスレンズ１１ｃには、ズームモータ３０およびフォーカスモータ３１が接続されている。また、絞り３３には、アイリスモータ３２が接続されている。これらのモータ３０〜３２はステッピングモータからなり、ＣＰＵ３４に接続されたモータドライバ３５〜３７から送信される駆動パルスにより動作制御され、レリーズボタン１８の半押しにより撮影準備処理を行う。
【００２１】
ポジションセンサ２８は、ズームレンズ１１ｂの光軸方向での位置を検出し、この位置データをＣＰＵ３４に送信する。ポジションセンサ２９は、フォーカスレンズ１１ｃの光軸方向での位置を検出し、ＣＰＵ３４に位置データを送信する。
【００２２】
ズームモータ３０は、ズーム操作ボタン２２の操作に連動して、ズームレンズ１１ｂをワイド側、あるいはテレ側に移動させ（例えば１３段階）、撮像レンズ１１のズーミングを行う。フォーカスモータ３１は、被写体距離やズームレンズ１１ｂの変倍に応じてフォーカスレンズ１１ｃを移動させ、撮影条件が最適となるように撮像レンズ１１の焦点調整を行う。アイリスモータ３２は、絞り３３を動作させ、撮像レンズ１１の露光調整を行う。
【００２３】
撮像レンズ１１の背後には、撮像レンズ１１を透過した被写体光が撮像されるＣＣＤ３８が配置されている。ＣＣＤ３８には、ＣＰＵ３４によって制御されるタイミングジェネレータ（ＴＧ）３９が接続され、このＴＧ３９から入力されるタイミング信号（クロックパルス）により、電子シャッタのシャッタ速度が決定される。
【００２４】
ＣＣＤ３８から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）４０に入力され、ＣＣＤ３８の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像データとして出力される。ＣＤＳ４０から出力された画像データは、増幅器（ＡＭＰ）４１で増幅され、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）４２でデジタルデータに変換される。
【００２５】
画像入力コントローラ４３は、バス４４を介してＣＰＵ３４に接続され、ＣＰＵ３４の制御命令に応じてＣＣＤ３８、ＣＤＳ４０、ＡＭＰ４１、およびＡ／Ｄ変換器４２を制御する。Ａ／Ｄ変換器４２から出力された画像データは、ＬＣＤドライバ４５を介してＬＣＤ１５に表示される。または、図示しない光学ファインダドライバを介して光学ファインダに表示される。あるいは、ＳＤＲＡＭ４６に格納される。
【００２６】
画像信号処理回路４７は、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理を画像データに施す。画像信号処理回路４７で各種処理を施された画像データは、ＹＣ変換処理回路４８により輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換される。圧縮伸長処理回路４９は、この変換された画像データに対して、所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮を施す。圧縮された画像データは、メディアコントローラ５０を経由してメモリカード２０に記録される。
【００２７】
ＣＰＵ３４には、前述のレリーズボタン１８、操作部２７の他に、ＥＥＰＲＯＭ５１が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ５１には、各種制御用のプログラムや設定情報などが記録されている。ＣＰＵ３４は、これらの情報をＥＥＰＲＯＭ５１から作業用メモリであるＳＤＲＡＭ４６に読み出して、各種処理を実行する。
【００２８】
バス４４には、露出量、すなわち電子シャッタのシャッタ速度、および絞り３３の絞り値が撮影に適切か否かを検出するとともに、ホワイトバランス補正が撮影に適切か否かを検出するＡＥ／ＡＷＢ検出回路５２と、フォーカスレンズ１１ｃの焦点調整が撮影に適切か否かを検出するＡＦ検出回路５３と、ストロボ装置５４の動作を制御するストロボ制御回路５５とが接続されている。
【００２９】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５２は、Ａ／Ｄ変換器４１から出力される画像データに基づいて、被写体の輝度値を検出し、この検出結果をＣＰＵ３４に送信する。ＣＰＵ３４は、送信された輝度値に基づいて、ＣＣＤ３８の露光量が最適となるように電子シャッタのシャッタ速度と、絞り３３の絞り値を制御して自動露出調整を行う。
【００３０】
ＡＦ検出回路５３は、Ａ／Ｄ変換器４２でデジタル化された画像データのコントラストに基づいて、被写体の焦点整合状態を検出し、その検出結果をＡＦ評価値としてＣＰＵ３４に送信する。ＣＰＵ３４は、このＡＦ評価値が最大（ピーク）となる位置にフォーカスレンズ１１ｃを移動させて、自動焦点調整が行われる。なお、ＡＥ／ＡＷＢ出回路５２及びＡＦ検出回路５３は、レリーズボタン１８の半押し時に、バス４４を介してＣＰＵ３４に検出結果を逐次送信する。
【００３１】
ストロボ制御回路５５は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５２によって得られたＡＥ評価値に基づいて、被写体輝度が低い時にはストロボ装置５４に発光信号を送信する。ストロボ装置５４はこの発光信号に基づいてストロボを発光させる。
【００３２】
レンズ鏡胴１２に設置された温度センサ１４は、Ａ／Ｄ変換器５６を介してＣＰＵ３４に接続されている。温度センサ１４は、予め設定された一定周期でフォーカスレンズ１１ｃの周辺温度を検出しており、詳しくは後述する撮影予定距離を設定する際の決定ボタンの押圧操作と同期して、そのとき検出した周辺温度をＡ／Ｄ変換器５６に送信する。Ａ／Ｄ変換器５６は、送信された周辺温度をデジタルの温度データに変換し、ＣＰＵ３４に送信する。なお、このＡ／Ｄ変換器５６は、ＣＰＵ３４に内蔵されていてもよい。
【００３３】
デジタルカメラ２には、静止画撮影モード下において、通常（オート）撮影モード、マニュアル撮影モードなどのほかに、撮影予定距離（撮影者が撮影したい距離）を入力することで、撮影予定距離にある被写体へ合焦位置へフォーカスレンズ１１ｃが自動的に移動するプリセット撮影モードを備えている。なお、本実施形態ではプリセット撮影モードについての説明を行うが、他の各撮影モードは公知なのでその説明は省略する。
【００３４】
プリセット撮影モードが選択されると、図４に示すように、ＬＣＤ１５にはスルー画像５９とともに、プリセット撮影モードであることを示すモード表示６０と、距離バー６１と、カーソル６２が表示される。距離バー６１は、被写体までの距離を示しており、その一端は０．６ｍに対応しており、他端は∞の距離に対応している。また、距離バー６１には、予め所定の間隔で目盛りが１５箇所設けられている。なお、距離バー６１の１目盛りに対応する距離や、目盛りの個数は適宜に設定することが好ましい。
【００３５】
カーソル６２は、カーソル操作板２４の左右部分の押圧操作により距離バー６１に沿って移動する。カーソル操作板２４が一回押圧操作されると、カーソル６２は距離バー６１の１目盛り分移動する。このカーソル６２の移動操作により、撮影者は撮影予定距離の設定を行う。この撮影予定距離は、カーソル６２を移動させた後、決定ボタン２５の操作によって設定される。また、一度設定した撮影予定距離をキャンセルする場合は、キャンセルボタン２６の操作が行われ、再びカーソル操作板２４によって撮影予定距離を選択することができる。
【００３６】
また、カーソルに６２によって撮影予定距離が設定されると、ＣＰＵ３４に設けられた探索範囲設定部３４ａは、この撮影予定距離に対応するフォーカスレンズ１１ｃのレンズ位置を算出する。そして、図５に示すように、算出したレンズ位置をフォーカスレンズ１１ｃの移動範囲６５内に基準位置Ａとして設定する。次に、探索範囲設定部３４ａは、基準位置Ａを中心にして探索範囲の設定を行う。この探索範囲の設定は、表１に示すデータテーブル１（ＤＴ１）、及び表２に示すデータテーブル２（ＤＴ２）、及び表３に示すデータテーブル３（ＤＴ３）を用いて設定される。
【００３７】
【表１】
2007094023.tif 000003
【００３８】
【表２】
2007094023.tif 000004
【００３９】
【表３】
2007094023.tif 000005
【００４０】
ＤＴ１〜ＤＴ３は、ＳＤＲＡＭ４６に格納されている。ＤＴ１は、ズームレンズ１１ｂの位置とフォーカスモータ３６の駆動量（パルス）の関係を示す。ＤＴ１に示されているＰはズームレンズ１１ｃの位置を示しており、Ｐ１はテレ側の端部の位置であり、Ｐ１３はワイド側の端部の位置である。ＤＴ２は、フォーカスレンズ１１ｃの周辺温度とフォーカスモータ３１の駆動量（パルス）の関係を示す。ＤＴ３は、ズームレンズ１１ｂの位置と基準位置の補正量（パルス）とフォーカスモータ３１の駆動量（パルス）との関係を示す。なお、駆動量の±は、基準位置Ａを中心として、被写体側（＋）で、ＣＣＤ３８側（−）にそれぞれシフトさせることを示す。
【００４１】
図５に示すように、距離バー６１とカーソル６２によって撮影予定距離の決定に伴って、探索範囲設定部３４ａがフォーカスレンズ１１ｃの移動範囲６５内で基準位置Ａ（撮影予定距離）を設定すると、ＣＰＵ３４は基準位置Ａにある被写体の輝度値とＥＥＰＲＯＭ５１に予め格納されている閾値とを比較する。この時、輝度値が閾値より大きいと判定された場合、探索範囲設定部３４ａはポジションセンサ２８から送信されたズームレンズ１１ｂの位置データＰとＤＴ１を用いて探索範囲Ｂ−Ｃを設定し、さらに温度センサ１４から送信された温度データＴとＤＴ２を用いて探索範囲Ｂ−Ｃの補正を行い、補正後の探索範囲Ｄ−Ｅを設定する。焦点探索手段であるＣＰＵ３４は、フォーカスモータ３１を介して、設定された補正後の探索範囲Ｄ−Ｅの一端から他端までフォーカスレンズ１１ｃを移動させ、ＡＦ検出回路５３で合焦状態を検出しながら合焦位置の探索を行う。
【００４２】
また、輝度値が閾値以下と判定された場合は、図６に示すように、探索範囲設定部３４ａは、ポジションセンサ２８から送信されたズームレンズ１１ｂの位置データＰとＤＴ３を用いて基準位置Ａを補正し、補正後の基準位置Ａ１を設定する。さらに、補正後の基準位置Ａ１を中心に探索範囲Ｂ１−Ｃ１を設定する。そして、温度センサ１４から送信された温度データＴとＤＴ２を用いて設定された探索範囲Ｂ１−Ｃ１の補正を行い、補正後の探索範囲Ｆ−Ｇを設定する。補正された探索範囲Ｆ−Ｇが設定されると、ＣＰＵ３４はフォーカスモータ３１を介して、設定された補正後の探索範囲Ｆ−Ｇの一端から他端までフォーカスレンズ１１ｃを移動させ、ＡＦ検出回路５３で合焦状態を検出しながら合焦位置の探索を行う。
【００４３】
次に、上記構成のデジタルカメラによる作用について、図７及び図８のフローチャートを参照して説明する。まず、デジタルカメラ２の電源が投入され、ズームレンズ１１ｂの初期位置設定などの起動処理が行われた後、静止画撮影モード下でプリセット撮影モードが選択されると、図４に示すように、ＬＣＤ４５にはスルー画像５９とともにモード表示６０、距離バー６１、カーソル６２が表示される。
【００４４】
撮影者は、カーソル操作板２４の操作により、撮影予定距離に対応する位置までカーソル６２を距離バー６１に沿って移動させる。この時、カーソル６２が１目盛り分移動する毎に、目盛りに対応する撮影距離が表示されることが好ましい。そして、カーソル６１の移動後に決定ボタン２５の押圧操作によって撮影予定位置が設定される。これにより、図５に示すように、撮影予定距離に対応したフォーカスレンズ１１ｃのレンズ位置がフォーカスレンズ１１ｃの移動範囲６５内に基準位置Ａとして設定される。
【００４５】
基準位置Ａが設定されると、ＣＰＵ３４は基準位置Ａに対応するレンズ位置にフォーカスレンズ１１ｃを移動する。そして、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５２は、基準位置Ａで得られた画像データから被写体の輝度値を検出してＣＰＵ３４に送信する。ＣＰＵ３４は、ＥＥＰＲＯＭ５１に予め記憶されている閾値とこの輝度値とを比較する。
【００４６】
図７に示すように、ＣＰＵ３４によって輝度値が閾値以上であると判定されると、探索範囲設定部３４ａはポジションセンサ２８から送信されたズームレンズ１１ｂの位置データＰとＤＴ１（表１参照）を用いてフォーカスモータ３１の駆動量を求め、図５に示すように基準位置Ａを中心にして探索範囲Ｂ―Ｃを設定する。次に、温度センサ１４から送信された温度データＴとＤＴ２（表２参照）からフォーカスモータ３１の補正量を求め、この補正量に応じて補正した探索範囲Ｄ−Ｅを設定する。そして、ＣＰＵ３４は、フォーカスモータ３１の制御を行い、フォーカスレンズ１１ｃを探索範囲Ｄ―Ｅの一端Ｄから他端Ｅに移動させながら、探索範囲Ｄ―Ｅ内で合焦状態（ＡＦ評価値）の検出を行いながら合焦位置の探索を行う。一端Ｄから他端Ｅまでの移動が終了すると、ＣＰＵ３４は探索によって発見された合焦位置にフォーカスレンズ１１ｃを移動させ、プリセット撮影準備処理を終了する。
【００４７】
また、図８に示すように、ＣＰＵ３４によって輝度値が閾値より低いと判定されると、探索範囲設定部３４ａはポジションセンサ２８から送信されたズームレンズ１１ｂの位置データＰとＤＴ３（表１参照）を用いて、図６に示すように、基準位置Ａを補正して基準位置Ａ１を設定する。そして、探索範囲設定部３４ａは、ズームレンズ１１ｂの位置データＰに基づいてＤＴ３からフォーカスモータ３１の駆動量を求め、補正した基準位置Ａ１を中心にして探索範囲Ｂ１―Ｃ１を設定する。
【００４８】
次に、温度センサ１４から送信された温度データＴとＤＴ２（表２参照）からフォーカスモータ３１の補正量を求めて探索範囲Ｂ１−Ｃ１を補正し、補正後の探索範囲Ｆ−Ｇを設定する。そして、ＣＰＵ３４は、フォーカスモータ３１を制御して、フォーカスレンズ１１ｃを探索範囲Ｆ―Ｇの一端Ｆから他端Ｇまで移動させる。このフォーカスレンズ１１ｃの移動に伴ってＡＦ検出回路５３は、探索範囲Ｆ―Ｇ内のＡＦ評価値を検出し、ＣＰＵ３４に送信する。
【００４９】
ＣＰＵ３４は、ＥＥＰＲＯＭ５１に予め記憶されている所定値を読み出し、ＣＰＵ３４に送信されたＡＦ評価値と所定値とを比較する。この比較によって、探索範囲Ｆ−Ｇ内で検出されたＡＦ評価値が所定値上であるとＣＰＵ３４によって判定された場合は、探索範囲Ｆ−Ｇ内で検出されたＡＦ評価値の最大位置にフォーカスレンズ１１ｃを移動させ、プリセット撮影準備処理を終了する。また、ＡＦ評価値が所定値より低いと判定された場合には、ＣＰＵ３４は、フォーカスレンズ１１ｃを補正された基準位置Ａ１に移動させ、プリセット撮影準備処理を終了する。
【００５０】
なお、合焦位置へフォーカスレンズ１１ｃの移動が終了した際には、音声やＬＥＤ１５への表示などによって、プリフォーカス撮影準備処理が終了したことを撮影者に報知することが好ましい。
【００５１】
プリセット撮影準備処理が終了すると、撮影者は、動きのある被写体が撮影予定距離に達するタイミングを見計らってレリーズボタン１８を押圧することにより撮影が実行される。この時、ズームレンズ１１ｂの位置や、フォーカスレンズ１１ｃの周辺の温度、被写体の輝度値などの撮影条件と入力された撮影予定位置に基づいて探索範囲を設定し、この探索範囲内で発見した合焦位置にフォーカスレンズ１１ｃをセットしたので、製造上のばらつきや、組立て誤差により影響を受けることがない。よって、良好な撮影画像を得ることができる。
【００５２】
そして、撮影後の画像データは、画像信号処理回路４７で各種画像処理が施された後、ＹＣ変換処理回路４８により輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換され、圧縮伸長処理回路４９で圧縮処理が施される。圧縮された画像データは、メディアコントローラ５０を経由してメモリカード２０に記録される。
【００５３】
また、上記実施形態では、撮影者の撮影予定位置の入力に基づいて基準位置が設定された後、被写体の輝度値を検出し、この輝度値が閾値以上の場合に、ＤＴ１を用いて探索範囲を設定しており、また輝度値が閾値より低い時には、ＤＴ３を用いて探索範囲を設定しているが、これに限らず、輝度値が閾値以上の場合にＤＴ３を用いて、輝度値が閾値より低い場合にＤＴ１を用いて探索範囲を設定してもよい。この場合は、適宜に補正量などを変更することが好ましい。また、輝度値の大きさに関係なく、ＤＴ１またはＤＴ３のどちらか一方を用いて探索範囲を設定してもよい。
【００５４】
なお、上記実施形態では、撮影者によって撮影予定位置が設定された際に、撮影予定位置に対応したフォーカスレンズ１１ｃのレンズ位置（基準位置）で得られた画像データに基づいて検出された被写体の輝度値と閾値とを比較し、この比較結果によってＤＴ１またはＤＴ３を用いて探索範囲を設定しているが、被写体の輝度値の検出を行わず、基準位置が設定された際にこの基準位置を中心としてズームレンズ１１ｂの位置データＰとＤＴ１またはＤＴ３のいずれかを用いて探索範囲を設定してもよい。
【００５５】
また、温度センサ１４によってフォーカスレンズ１１ｃの周辺温度を検出し、この検出された温度データＴとＤＴ２を用いて探索範囲の補正を行っているが、温度データとＤＴ２を用いた探索範囲の補正は行わず、ズームレンズ１１ｃの位置ＰとＤＴ１を用いて設定した探索範囲内で合焦位置の検出を行ってもよい。
【００５６】
なお、上記実施形態で用いたＤＴ１〜ＤＴ３に設定されているズームレンズ１１ｂの位置や、フォーカスモータ３１の駆動量（パルス）や、補正量（パルス）は、適宜に設定変更することが好ましい。
【００５７】
なお、本実施形態では、デジタルカメラを用いて説明したが、これに限らず、デジタルビデオカメラや、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistance）などの電子機器に内蔵される撮像装置などに本発明を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明を適用したデジタルカメラの正面外観斜視図である。
【図２】デジタルカメラの背面外観斜視図である。
【図３】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】撮影予定距離を入力する際にＬＣＤに表示される距離バーとカーソルを示す説明図である。
【図５】被写体の輝度が閾値以上の際に設定される探索範囲の説明図である。
【図６】被写体の輝度が閾値より低い際に設定される探索範囲の説明図である。
【図７】被写体の輝度値が閾値以上の場合の合焦位置探索の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】被写体の輝度値が閾値より低い場合の合焦位置探索の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
２  デジタルカメラ
１１  撮影レンズ
１１ｂ  ズームレンズ
１１ｃ  フォーカスレンズ
１４  温度センサ
１５  ＬＣＤ
２４  カーソル操作板
３４  ＣＰＵ
３４ａ  探索範囲設定部
３８  ＣＣＤ
５２  ＡＥ／ＡＷＢ検出回路
５３  ＡＦ検出回路
６１  距離バー
６２  カーソル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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